JP3428728B2 - Gray pixel halftone encoder - Google Patents

Gray pixel halftone encoder

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JP3428728B2
JP3428728B2 JP13679694A JP13679694A JP3428728B2 JP 3428728 B2 JP3428728 B2 JP 3428728B2 JP 13679694 A JP13679694 A JP 13679694A JP 13679694 A JP13679694 A JP 13679694A JP 3428728 B2 JP3428728 B2 JP 3428728B2
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halftone
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ウェイン ジェイコブス ティモシー
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ゼロックス・コーポレーション
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/41Bandwidth or redundancy reduction
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40Picture signal circuits
    • H04N1/405Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
    • H04N1/4055Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a clustered dots or a size modulated halftone pattern
    • H04N1/4056Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a clustered dots or a size modulated halftone pattern the pattern varying in one dimension only, e.g. dash length, pulse width modulation [PWM]

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、グレイピクセルのエン
コード技術における改善に関する。更に言えば、本発明
は、グレイレベルハーフトーン画像を生成するハーフト
ーン画像処理と組み合わせて使用されるグレイピクセル
エンコード技術に関する。 【0002】 【従来の技術】ゼログラフッィクプリンタは、原稿から
デジタル画像を生成するためにハーフトーン処理を用い
る。この画像は、完全な黒、完全な白、若しくは異なる
グレイの陰影であるような、複数のピクセルを用いるこ
とによって形成される。これらは明確な(explicit)グレ
イピクセルとして表現される。距離をおいて観察した場
合、ピクセルは混ざり合って画像を形成する。従来の2
進ゼログラフィックプリンタでは、ハーフトーン方法は
2進装置を使用していたため、レーザは2つのレーザ強
度レベル、即ち、ON(黒)とOFF(白)しか有して
いない。他の方法は、各ピクセルに関して2つのグレイ
レベル、即ち、黒レベルと白レベルを用いる米国特許第
4,868,587(Loce等による) である。異なるグ
レイレベルは、レーザ光の強度に基づく。このため、黒
はいずれのグレイレベルよりもより強い光強度を有して
いる。この方法は、黒いピクセルと白いピクセルしか使
用しないことにおける改善である。このシステムの欠点
は、グレイレベルの制御が困難なため、情報を他のプリ
ンタに容易には変換できない点である。 【0003】2進ゼログラフィックプリンタの品質は、
2つの重要な特性、即ち、直線上1インチあたりのハー
フトーンのセル数であるハーフトーン周波数と、識別可
能なグレイステップ数とに基づく。良質画像における一
般的なハーフトーンセル数は1インチあたり100〜2
00セルである。通常は、1つのハーフトーンセルにつ
き、四方に9個のピクセルが使用される。グレイステッ
プの最大数は、ハーフトーンあたりのピクセル数に1を
加えた数に制限される。故に、3×3のハーフトーンセ
ルは、約10個の出力グレイステップを有する。従来技
術では、ハーフトーンセルは、オン若しくはオフのいず
れかに変換されて反射率変更レベルを形成するような複
数のピクセルに分割されていた。少し距離をおけば、人
間の目はグレイレベルと解される約.5%の反射率を検
出できる。良質のプリンタにおいて、区別可能なグレイ
ステップ数は約100である。ハーフトーン画像は印刷
物で一般的に使用され、原子的に2進であるようなプリ
ンタを用いて連続階調を複写する。従来のデジタルハー
フトーンプロセスは、個々のピクセルをハーフトーンセ
ル内で動作させることによってハーフトーンのドットを
発達(grow)させていた。ピクセルは一般にはプリンタの
解像度にあり、若しくはその幾つかの小さな整数サブ分
割にある。プリンタの解像度は、使用されるスポットの
数に分割される。例えば、400SPIプリンタは、1
インチの1/400のスポットサイズを有する。ピクセ
ルはスポット境界内のデータとして用いられる。 【0004】 【発明の概要】本発明の利点は、従来のシステムと異な
り、ハーフトーン装置(halftoner)と画像装置 (image
r) とを総合的に分離できることにある。グレイピクセ
ルエンコード技術は、ハーフトーン装置と画像装置を組
み合わせて使用され、グレイレベルのハーフトーン画像
をつくり出す。この方法によれば、従来の欠点を克服す
ることができる。なぜなら、ハーフトーン装置は、画像
装置によってデコードされるエンコードグレイピクセル
を出力するからである。エンコードされたグレイピクセ
ルは明確なグレイピクセルよりも少ないバンド幅しか必
要とせず、また、画像装置によって使用中の特別のプリ
ンタに対する光学方法にデコードされ得る。例えば、黒
プロセス制御は、ピクセルデコードテーブルを変更し、
プリンタの寿命を通して不変であるプリント密度を確実
なものとすることができる。画像装置はスポット境界内
で小さな部分的なピクセルを生成する。生成されたサブ
ピクセルはグレイピクセルと呼ばれる。グレイピクセル
は、0幅から完全なスポット幅まで発達することがで
き、スポット内のいずれの場所でも開始することができ
る。これらのコードは、グレイピクセルの開始位置と、
スポット内のグレイピクセルの場所と、要求されたグレ
イピクセルの幅を記述する。画像装置はハーフトーン装
置からのエンコードされた情報を用いて、最終的なハー
フトーン画像を生成する。 【0005】ハーフトーン装置によって生成されるエン
コードされたピクセルのリストは、記憶され、後に使用
され、また、プリントアウトを行なう異なる画像装置に
ネットワークを通じて送信され得る。ピクセルコード
は、全てのシステムに対して同一であり、画像装置は、
原稿そのものであるようなコピーを作り出すため、生成
されたハーフトーン画像をプリンタの型とその特性とに
依存して変更する。 【0006】 【実施例】示した実施例を特に参照して、ここでは本発
明を幾らか詳細に記述したが、この実施例に限定するこ
とを意図したものでないことを理解すべきである。例え
ば、本発明は、どのような数のハーフトーンセル形態に
も使用可能である。更に、本発明は印刷装置を制限する
ものでもない。ハーフトーンを実行するどの画像提供装
置であっても、例えば、CRT表示デバイスのようなも
のでも、ここに記述されたハーフトーン方法を使用でき
る。本発明は、一般にラスタ出力スキャナ(ROS)と
呼ばれるようなレーザ画像システムを用いるが、LED
システムや同様のシステムにも使用できる。図1は、電
子プリンタ10の一例である。プリンタ10は、ゼログ
ラフィック処理部分12、文書走査部分13、画像印刷
部分14を備える。ゼログラフィック処理部分12は、
駆動ベルト支持ローラ22とアイドラベルト支持ローラ
23にわたって伸長されたエンドレスベルト形態の受光
装置20を有する。画像信号入力を表示することができ
る静電潜像画像装置が、受光装置20の上に作られる。
ベルト支持ローラ22、23は、適当な手段(図示して
いない)によって所定の固定位置に回転可能に取りつけ
られる。ローラ23は、受光装置20を実線の矢印によ
って示された方向に移動させるため、適当な駆動モータ
図示していない)から駆動される。受光装置20も、受
光装置ドラムや他の同様のデバイスであってもよい。 【0007】コロトロンとして一般に知られるコロナ電
荷装置30は、電荷ステイション31に受光装置20に
隣接して動作可能に配置される。コロトロン30は適当
な負の高電圧源(−H.V)に接続されており、画像処
理の準備中に、受光装置20上に一様な負電荷を配置す
る。画像印刷部分14は、受光装置20全体を走査する
ための可変パルス幅画像光ビーム16を露光ポイント3
4に有する。画像ビーム16は、単一の自己変調型I.
R.ダイオードレーザ25から引き出される。適当なレ
ンズ32が、画像ビーム16を受光装置20上に焦合す
る。受光装置上の電荷は、画像ビーム16が受光装置2
0と交わって掃引する際に選択的に散逸される。受光装
置20上に形成された静電潜像は原稿に対応する。磁気
ブラシロールとして示された現像サブシステム37は、
露光ポイント34の下流に受光装置20と動作接触して
配置される。比較的小さな染料物質であるトナーが、現
像サブシステムの磁気ブラシロールの上にロードされ
る。帯電された受光装置上の静電力により、静電潜像を
形成する電荷にトナーが引きつけられる。 【0008】現像サブシステム37による受光装置20
上における静電潜像の現像に続いて、転送ステイション
40において、現像された画像が適当なコピーシート4
1(つまり、紙)に転送される。転送を行なうため、高
電圧源(+H.V.)に接続された転送コロトロン42
が、受光装置20上に現像された画像をコピーシート4
1に引きつける。転送に続いて、現像された画像が融着
によって定着される。受光装置30に残された残りの電
荷および/又は現像物質は、消去ランプ47とクリーニ
ングブラシ46により、クリーニングステイション45
で除去される。文書走査部分13で、画像データが文書
反射率を表示できる電気信号の形態で発生される。複写
すべき原稿62は転送プラテン60に載置される。文書
の位置付けは、手動で若しくは自動文書ハンドラー(図
示していない)のいずれによっても行われる。プラテン
60の下側で前後に往復移動するよう支持された適当な
キャリジ64に、少なくとも1つの線型装置アレイ70
が取りつけられる。アレイ70は、例えば、CCDのよ
うな、いずれの適当な走査アレイ形態であればよい。キ
ャリジ64は、ステップモータ(図示していない)のよ
うな適当な可逆ドライバによって駆動される。レンズ7
2は、原稿62のライン上のアレイ70に焦合される。
適当なランプ74が、アレイ70によって走査されてい
る文書ラインを照射する。アレイ70からの出力信号は
プロセッサ80に伝送される。代替的には、他のソー
ス、つまり、コンピュータから信号を受け取ってこれに
よって文書走査部分13をバイパスするためにモデム8
2を使用することができる。 【0009】図2は、ハーフトーン画像90を発生する
従来のプロセッサ80のブロック図を示す。連続調画像
82は、グレイピクセルを表示する連続調画像である。
例えば、グレイの256レベルを表示するために、各ピ
クセルに対して8ビットワードが使用される。ハーフト
ーンデザイン84は画像の2進表示である。ハーフトー
ンデザイン84は、フィルイン命令とスクリーンデザイ
ンとを命令するような複数の規則からなる。フィルイン
命令は、ハーフトーンセル上のどのピクセルが、最初
に、2番目に、3番目等に、オン状態とされるのかを決
定する。例えば、N×M配列は、各ピクセルに対して、
オン若しくはオフのいずれであるかを命令する。スクリ
ーンデザインは、スクリーン上のピクセルの方向であ
る。例えば、ピクセルを0°で整列し、行および列でピ
クセルのグリッドを形成することもできる。ピクセルを
45°で整列して対角線グリッドを形成することもでき
る。カラープリントでは、ピクセルが0°、45°、±
15°に整列される4つの角度が存在する。スクリーン
デザインの他の特徴は、ピクセルにおける切換の命令で
ある。クラスタドットデザインでは、ピクセルがデザイ
ンを開始すると、隣接のピクセルが行、列、および螺旋
形態でオン状態に切り換えられる。散乱ドットデザイン
では、隣接のピクセルがオン状態に開始することなく、
ピクセルがオン状態に切り換えられる。 【0010】連続調画像82とハーフトーンデザイン8
4は、ハーフトーン装置86に入力される。ハーフトー
ン装置86は、明確なグレイピクセルを形成するビット
を発生する。これらのビットは、画像装置88に入力さ
れる2進化された画像を表示する。画像装置は、図1の
レーザ25を動作させるハーフトーン画像90を形成す
る。図3は、本発明のプロセッサのブロック図を示す。
連続調画像102とハーフトーンデザイン104がハー
フトーン装置106に入力される。ピクセルコード10
8は、ピクセルをある特定の状態にするよう所定のデコ
ード作業を行なう。例えば、ピクセルを11個の異なる
状態で表示できる場合には各状態の特性は変わらない。
これらのピクセルコード108はハーフトーン106に
入力される。エンコードされたグレイピクセル110
は、ハーフトーン装置106によって3つの信号から発
生される。エンコードされたこれらのグレイピクセル1
10は、従来の明確なグレイピクセルより少ないバンド
幅(つまり、より少ないビット)しか必要としない。例
えば、この明確なグレイピクセルは8ビットから成るも
のでもよいが、ピクセルコード108の標準化された使
用のために、エンコードグレイピクセル110を4ビッ
トだけとしてもよい。 【0011】これらのエンコードグレイピクセル110
は、その後直ちに使用されるべく画像装置112に配送
される。代替的には、エンコードグレイピクセル110
を後の使用のために記憶することもできる。更に、エン
コードグレイピクセル110は、画像装置112によ
り、プリンターの取り付け形態に依存した光学方法にデ
コードされ得る。画像装置112は、その特別なプリン
タに対して特定された暗さ (darkness) を有する。例え
ば、各プリンタは、どれだけそのプリンタの使用時間、
プリンタの使用年数、レーザやレンズの整列等に依存し
て変更できる。標準のエンコードグレイピクセル110
を使用することにより、画像装置112をこれらの可変
特性に対して補償することができる。本発明の他の利点
は、エンコードグレイピクセル110を異なる画像装置
112で使用でき、また、それが同一の結果を有するこ
と(これは特に2つ以上のプリンタを有するネットワー
クシステムで有用である)である。本発明のエンコード
操作はグレイピクセルの暗さを特定する。これは、ピク
セルの密度と、グレイ操作が発生するピクセル内での位
置を含む。カラー分離のような、他のピクセル属性もエ
ンコードされ得る。これは、画像装置に対し、異なる色
に色付けされたピクセルを異なる方法で扱うことを可能
とする。それ故、エンコード操作によれば、ハーフトー
ンセルを印刷動作とは独立に定義することができる。な
ぜなら、画像装置はその特別のプリンタに対して特別の
暗さを作り出すためである。 【0012】エンコード技術を以下に記述する。グレイ
ピクセルは、ルックアップテーブル(LUT)を用いた
画像処理ハードウエアによって生成されるだろう。この
ルッックアップテーブルによって単一の可変パルス幅を
ピクセル境界内のどの場所にでも位置付けることができ
る。より好ましい実施例のLUTは、256個の要素を
含んでいるが、要素数はどのような数でも使用できる。
LUTは、グレイピクセルの位置と幅の両方をエンコー
ドする。それ故、位置をエンコードするためにハーフト
ーン装置から出力されたグレイピクセルの幾つかのビッ
トが使用され、また、パルス幅をエンコードするために
それらのビットの幾つかが使用される。例えば、ピクセ
ルは、2つの中間グレイレベルに加えて白および黒を有
していてもよい。白はグレイレベルとして含まれるもの
ではないため、ピクセルは3つのグレイレベルを有する
ものと考えられる。単一の発達規則が使用されてもよ
く、これは例えば、中央から発達する。このため、ピク
セルは、ピクセルの4つのレベルの全てをエンコードす
るために2ビットを使用することができる。2つの発達
規則が使用された場合、つまり、ピクセルの右端若しく
は左端のいずれかから発達する場合には、どちらの発達
規則を用いるかをエンコードするために1ビットが必要
とされる。それ故、2ビットのピクセルは適切ではな
い。グレイピクセルに発達規則を行わせることにより、
位置情報が含有されていることから、エンコードされた
ハーフトーンピクセルビットをより多くのグレイレベル
を表示するために使用することができる。 【0013】図4を参照すれば、1つの発達規則だけを
用いるグレイピクセルが示されている。この規則は、中
央から満たすことである。故に、この1つの規則に関し
て5つの独自の状態が存在する。この第1の例は、グレ
イピクセルパルスをピクセルの中央で開始させて全てを
満たすよう制限する。1つの規則が示されれば、ピクセ
ル中に情報がエンコードされる必要はない。グレイレベ
ルをエンコードするために必要とされる状態数は以下の
通りである。 S=G+1 (1) ここで、Sはグレイレベルをエンコードするために必要
とされる状態数であり、Gはそのピクセルに対して許さ
れたグレイレベルの数であり、「1」は白ピクセル状態
に対するものである。図5では、2つの規則が用いられ
ている。1つの規則は、ピクセルを右から満たすことを
許可し、第2の規則は、ピクセルを左から満たすことを
許可する。それ故、2つの規則を用いる8つの独自の状
態が存在する。独自の状態数は、以下の式によって決定
され得る。 S=G+(G−1)+1 =2G (2) ここで、Sは状態の数であり、Gはそのピクセルに対し
て許されたグレイレベルの数である。 【0014】図6では、10個の独自の状態を許す3つ
の規則が存在する。これらの規則は、右からの発達、左
からの発達、中央からの発達である。独自の状態数は、
以下の式によって決定される。 S=G+(G−1)+(G−2)+1 =3G−2 (3) 式(1)、(2)と同様に、SとGは同一の関数を表示
する。一般に、独自の状態数は、どの所定の規則数に対
しても、以下の式によって決定される数だけ必要とされ
る。 【0015】 【数1】 ここで、Sはグレイレベルをエンコードするために必要
とされる状態数であり、Gはそのピクセルに対して許さ
れたグレイレベルの数であり、Rは規則の数であり、
「1」は白ピクセルの状態を表示する。全ての可能なパ
ルス幅と位置状態とをエンコードするのに必要とされる
状態数を決定するため、以下の式が用いられる。 【0016】 【数2】この式を用いてフィルイン規則の最大数を発見すること
により、セル内のどのピクセルも、どのようにでも許さ
れるパルスでも持つことができる。図7には、11個の
可能な状態を形成するための4つのグレイレベル(G=
4)が存在する。式5によって与えられる状態の数は、
ピクセルに対してどのような発達規則をエンコードする
場合にも適している。これは「N規則」ケースと呼ばれ
る。例えば、ラインスクリーンは、その中央から外に向
かうような発達を命令するような1つの発達規則だけを
用いることによって成される。より古いハーフトーンデ
ザインは、左からの発達、右からの発達、および中央か
らの発達といった3つの規則を必要とする。全ての状態
をエンコードするのに必要とされるビット数は、簡単
で、 B=log2 (S) (6) であ
る。ここで、Bはビットの数であり、Sは状態の数であ
る。 【0017】式6のSの代わりに式5を用いてGを解く
ことにより、所定のピクセル深さ(pixel depth)(ビッ
ト/ピクセル)に対するピクセル毎のグレイレベルの最
大数と、いづれかの特別なハーフトーンセルデザインに
必要とされる規則の数を計算できる。図8に示された表
を参照して、この計算は、ピクセルあたりの1ビット〜
8ビットに関して、および1、2、3およびN発達規則
に関して行われる。例えば、ピクセルあたり1ビットが
存在し且つ1つの発達規則が使用された場合、1ピクセ
ルあたりでエンコードされるグレイレベルは1つのみ、
つまり、黒である。故に、1つのピクセルは、黒若しく
は白のいずれかの状態だけを有することができる。も
し、ピクセルあたり2つのビットが存在し且つ発達規則
が1つだけであるとすれば、ピクセルあたりでエンコー
ドされるグレイレベルは3つ、つまり、黒、白、および
2つのグレイレベル、存在する。図9を参照すれば、9
つのピクセル202〜218からなるハーフトーンセル
200が示されている。最初、ハーフトーンセル200
は、ピクセル210における半分のグレイセルで始ま
り、残りのピクセルは白である。エンコードされたピク
セルは1/4グレイが必要とされるような状態にあるコ
ードを有するため、ピクセルコードは、画像装置におい
て、左若しくは右に進む中央が必要とされていると判断
する。エンコード操作は、ピクセルのフィル作業をハー
フグレイとなるよう拡張できる。エンコード操作は、ピ
クセル210の全体を満たす必要はないが、隣接ピクセ
ル212を左側から始まってピクセル212の中央に向
かって移動するような1/4グレイで満たすことを開始
するだろう。同様に、上側および下側のピクセルを用い
て、ハーフトーンセル200のグレイ要素を増加させる
ことができる。この方法はクラスタドットデザインと呼
ばれ、ラスタ出力スキャナで使用できる。 【0018】散乱ドットデザインでは、右から部分的に
満たすようにピクセル204をエンコードすることが可
能であり、また、左から部分的に満たすようにピクセル
212をエンコードすることができる。この結果が図1
0のハーフトーンセルである。この発明の1つの利点
は、ハーフトーン106と画像装置112を総合的に分
離できる点にある。従来例では、それらは常にリンクさ
れていた。本発明では、ハーフトーン装置106が、ピ
クセルコード108を用いることによってエンコードさ
れたピクセル110のリストを生成することが可能であ
る。このエンコードされたピクセル110を記憶して後
に使用することができ、また、プリントアウトを行なう
異なる画像装置へネットワークを通じて伝送することが
できる。ピクセルコード108は、システムに不変のも
のであり、どの画像装置であっても、元の画像コピーを
繰返し作り出すためにプリンタの型やその特別な特性に
依存してその絵画を変更できるだろう。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in gray pixel encoding techniques. More specifically, the present invention relates to a gray pixel encoding technique used in combination with halftone image processing to produce a gray level halftone image. [0002] Xerographic printers use halftone processing to generate digital images from a document. This image is formed by using a plurality of pixels, which may be completely black, completely white, or shades of different grays. These are represented as explicit gray pixels. When viewed at a distance, the pixels mix to form an image. Conventional 2
In hex xerographic printers, the laser has only two laser intensity levels, ON (black) and OFF (white), because the halftone method used a binary device. Another method is U.S. Pat. No. 4,868,587 (by Locé et al.) That uses two gray levels for each pixel, a black level and a white level. The different gray levels are based on the intensity of the laser light. Thus, black has a higher light intensity than any gray level. This method is an improvement in using only black and white pixels. The disadvantage of this system is that the information cannot be easily converted to another printer due to the difficulty in controlling the gray levels. The quality of a binary xerographic printer is:
It is based on two important properties: the halftone frequency, which is the number of halftone cells per inch on a straight line, and the number of distinguishable gray steps. The typical number of halftone cells in good quality images is 100-2 per inch
00 cells. Normally, nine pixels are used in each halftone cell. The maximum number of gray steps is limited to one plus one pixel per halftone. Thus, a 3x3 halftone cell has about 10 output gray steps. In the prior art, a halftone cell was divided into a plurality of pixels that were converted either on or off to form a reflectivity change level. At some distance, the human eye is interpreted as a gray level. A reflectance of 5% can be detected. In a good quality printer, the number of distinguishable gray steps is about 100. Halftone images are commonly used in printed materials to copy continuous tone using a printer that is atomically binary. Conventional digital halftone processes have grown halftone dots by operating individual pixels in halftone cells. The pixels are typically at the resolution of the printer, or some small integer subdivision thereof. The resolution of the printer is divided into the number of spots used. For example, a 400 SPI printer has 1
It has a spot size of 1/400 of an inch. Pixels are used as data within the spot boundaries. SUMMARY OF THE INVENTION An advantage of the present invention is that, unlike conventional systems, halftoners and imagers are used.
r) and can be totally separated. Gray pixel encoding technology is used in combination with a halftone device and an imaging device to create a gray level halftone image. According to this method, the conventional disadvantage can be overcome. This is because halftone devices output encoded gray pixels that are decoded by the imaging device. The encoded gray pixels require less bandwidth than distinct gray pixels and can be decoded by the imaging device into an optical method for the particular printer in use. For example, the black process control changes the pixel decode table,
A print density that remains unchanged throughout the life of the printer can be assured. The imager produces small partial pixels within the spot boundaries. The generated sub-pixel is called a gray pixel. Gray pixels can evolve from zero width to full spot width and can start anywhere within the spot. These codes indicate the starting position of the gray pixel,
Describes the location of the gray pixel in the spot and the required gray pixel width. The imaging device uses the encoded information from the halftone device to generate a final halftone image. [0005] The list of encoded pixels generated by the halftone device may be stored, used later, and transmitted over a network to different imaging devices that make printouts. The pixel code is the same for all systems and the imaging device
In order to create a copy that is the original document itself, the generated halftone image is changed depending on the type of printer and its characteristics. The invention has been described in some detail herein, with particular reference to the embodiments shown, but it is to be understood that they are not intended to be limited to these embodiments. For example, the present invention can be used with any number of halftone cell configurations. Furthermore, the invention does not limit the printing device. Any image providing device that performs halftoning, such as a CRT display device, can use the halftone method described herein. The present invention uses a laser imaging system, commonly referred to as a raster output scanner (ROS), but with an LED.
It can be used for systems and similar systems. FIG. 1 is an example of an electronic printer 10. The printer 10 includes a xerographic processing section 12, a document scanning section 13, and an image printing section 14. The xerographic processing part 12
An endless belt-shaped light receiving device 20 is extended over the drive belt support roller 22 and the idler belt support roller 23. An electrostatic latent image device capable of displaying an image signal input is built on the light receiving device 20.
The belt support rollers 22, 23 are rotatably mounted at predetermined fixed positions by suitable means (not shown). The roller 23 is driven by a suitable drive motor (not shown) to move the light receiving device 20 in the direction indicated by the solid arrow. The light receiving device 20 may also be a light receiving device drum or other similar device. A corona charging device 30, commonly known as a corotron, is operably disposed on the charge station 31 adjacent to the light receiving device 20. The corotron 30 is connected to a suitable negative high voltage source (-HV) and places a uniform negative charge on the light receiving device 20 during preparation for image processing. The image printing portion 14 applies a variable pulse width image light beam 16 for scanning the entire light receiving device 20 to the exposure point 3.
4 The image beam 16 has a single self-modulating I.D.
R. It is extracted from the diode laser 25. A suitable lens 32 focuses the image beam 16 on the light receiving device 20. The electric charge on the light receiving device is such that the image beam 16 is
It is selectively dissipated when crossing zero. The electrostatic latent image formed on the light receiving device 20 corresponds to a document. The development subsystem 37, shown as a magnetic brush roll,
It is arranged downstream of the exposure point 34 in operative contact with the light receiving device 20. Toner, a relatively small dye substance, is loaded onto the magnetic brush roll of the development subsystem. The toner is attracted to the charge forming the electrostatic latent image by the electrostatic force on the charged light receiving device. The light receiving device 20 by the developing subsystem 37
Following development of the electrostatic latent image above, at transfer station 40, the developed image is transferred to a suitable copy sheet 4
1 (that is, paper). Transfer corotron 42 connected to a high voltage source (+ HV) to perform the transfer
Copies the image developed on the light receiving device 20 to the copy sheet 4
Attract one. Following the transfer, the developed image is fused by fusing. The remaining charge and / or developing material left on the light receiving device 30 is removed by a cleaning station 45 by an erase lamp 47 and a cleaning brush 46.
Is removed by In the document scanning section 13, image data is generated in the form of an electrical signal capable of indicating document reflectivity. The document 62 to be copied is placed on the transfer platen 60. Document positioning can be done either manually or by an automatic document handler (not shown). At least one linear device array 70 is mounted on a suitable carriage 64 supported to reciprocate back and forth below the platen 60.
Is attached. Array 70 may be in any suitable scanning array form, for example, a CCD. Carriage 64 is driven by a suitable reversible driver, such as a stepper motor (not shown). Lens 7
2 is focused on the array 70 on the line of the document 62.
A suitable lamp 74 illuminates the document line being scanned by the array 70. Output signals from array 70 are transmitted to processor 80. Alternatively, the modem 8 may be used to receive signals from another source, ie, a computer and thereby bypass the document scanning portion 13.
2 can be used. FIG. 2 shows a block diagram of a conventional processor 80 that generates a halftone image 90. The continuous tone image 82 is a continuous tone image displaying gray pixels.
For example, an 8-bit word is used for each pixel to represent 256 levels of gray. Halftone design 84 is a binary representation of the image. The halftone design 84 includes a plurality of rules that dictate a fill-in command and a screen design. The fill-in instruction determines which pixels on the halftone cell are turned on first, second, third, and so on. For example, an N × M array has, for each pixel,
Command whether it is on or off. Screen design is the direction of the pixels on the screen. For example, the pixels could be aligned at 0 ° and the rows and columns could form a grid of pixels. Pixels can be aligned at 45 ° to form a diagonal grid. For color printing, pixels are 0 °, 45 °, ±
There are four angles that are aligned at 15 °. Another feature of the screen design is the switching instructions at the pixels. In a cluster dot design, when a pixel starts the design, neighboring pixels are switched on in a row, column, and spiral configuration. In a scattered dot design, adjacent pixels do not start to turn on,
The pixel is switched on. [0010] Continuous tone image 82 and halftone design 8
4 is input to the halftone device 86. Halftone device 86 generates the bits that form the distinct gray pixels. These bits indicate the binarized image that is input to the imaging device 88. The imaging device forms a halftone image 90 that operates the laser 25 of FIG. FIG. 3 shows a block diagram of the processor of the present invention.
The continuous tone image 102 and the halftone design 104 are input to a halftone device 106. Pixel code 10
8 performs a predetermined decoding operation so as to bring a pixel into a specific state. For example, if a pixel can be displayed in 11 different states, the characteristics of each state will not change.
These pixel codes 108 are input to the halftone 106. Encoded gray pixel 110
Is generated from the three signals by the halftone device 106. These encoded gray pixels 1
10 requires less bandwidth (ie, fewer bits) than conventional well-defined gray pixels. For example, this distinct gray pixel may consist of 8 bits, but due to the standardized use of the pixel code 108, the encode gray pixel 110 may be only 4 bits. These encoded gray pixels 110
Is then delivered to the imaging device 112 for immediate use. Alternatively, the encoded gray pixel 110
Can also be stored for later use. In addition, the encoded gray pixels 110 can be decoded by the imaging device 112 into an optical method depending on the mounting configuration of the printer. Imaging device 112 has the darkness specified for that particular printer. For example, each printer shows how long it has been used,
It can be changed depending on the age of the printer, the alignment of the laser and the lens, and the like. Standard encoded gray pixel 110
, The imaging device 112 can be compensated for these variable characteristics. Another advantage of the present invention is that the encoded gray pixels 110 can be used on different imaging devices 112 and that they have the same result (this is particularly useful in network systems with more than one printer). is there. The encoding operation of the present invention specifies the darkness of gray pixels. This includes the pixel density and the location within the pixel where the gray operation occurs. Other pixel attributes, such as color separation, may also be encoded. This allows the imaging device to treat pixels colored differently in different ways. Therefore, according to the encoding operation, the halftone cell can be defined independently of the printing operation. This is because the imaging device creates a special darkness for that particular printer. The encoding technique is described below. Gray pixels will be generated by image processing hardware using a look-up table (LUT). This look-up table allows a single variable pulse width to be located anywhere within a pixel boundary. The LUT of the preferred embodiment includes 256 elements, but any number of elements can be used.
The LUT encodes both the location and width of the gray pixel. Therefore, some bits of the gray pixel output from the halftone device are used to encode the position, and some of those bits are used to encode the pulse width. For example, a pixel may have two intermediate gray levels plus white and black. Pixels are considered to have three gray levels because white is not included as a gray level. A single development rule may be used, which e.g. develops from the center. Thus, a pixel can use two bits to encode all four levels of the pixel. If two development rules are used, that is, if one develops from either the right or left edge of a pixel, one bit is needed to encode which development rule to use. Therefore, 2-bit pixels are not appropriate. By letting the gray pixels enforce the development rules,
Because the location information is included, the encoded halftone pixel bits can be used to represent more gray levels. Referring to FIG. 4, a gray pixel using only one development rule is shown. The rule is to meet from the center. Thus, there are five unique states for this one rule. This first example restricts the gray pixel pulse to start at the center of the pixel and fill it all. If one rule is indicated, no information needs to be encoded in the pixel. The number of states required to encode a gray level is as follows: S = G + 1 (1) where S is the number of states required to encode the gray level, G is the number of gray levels allowed for that pixel, and “1” is the white pixel For the state. In FIG. 5, two rules are used. One rule allows pixels to be filled from the right, and the second rule allows pixels to be filled from the left. Therefore, there are eight unique states that use two rules. The unique number of states can be determined by the following equation: S = G + (G-1) + 1 = 2G (2) where S is the number of states and G is the number of gray levels allowed for that pixel. In FIG. 6, there are three rules that allow ten unique states. These rules are development from the right, development from the left, and development from the center. The unique number of states is
It is determined by the following equation. S = G + (G−1) + (G−2) + 1 = 3G−2 (3) As in the equations (1) and (2), S and G represent the same function. In general, a unique number of states is required for any given number of rules, as determined by the following equation: ## EQU1 ## Where S is the number of states required to encode a gray level, G is the number of gray levels allowed for that pixel, R is the number of rules,
“1” indicates the state of the white pixel. To determine the number of states needed to encode all possible pulse widths and position states, the following equation is used. ## EQU2 ## By finding the maximum number of fill-in rules using this formula, any pixel in the cell can have any allowed pulse. FIG. 7 shows four gray levels (G =) for forming 11 possible states.
4) exists. The number of states given by Equation 5 is
Suitable for encoding any development rules for pixels. This is called the "N rule" case. For example, a line screen is made by using only one development rule that commands development from its center outward. Older halftone designs require three rules: development from the left, development from the right, and development from the center. The number of bits required to encode all states is simple: B = log 2 (S) (6) Where B is the number of bits and S is the number of states. By solving G using Eq. 5 instead of S in Eq. 6, the maximum number of gray levels per pixel for a given pixel depth (bits / pixel), and any special Calculate the number of rules required for a halftone cell design. Referring to the table shown in FIG. 8, this calculation is from one bit per pixel to
Done for 8 bits and for 1, 2, 3, and N development rules. For example, if there is one bit per pixel and one development rule is used, only one gray level is encoded per pixel,
That is, it is black. Thus, one pixel can only have either black or white states. If there are two bits per pixel and only one development rule, then there are three gray levels encoded per pixel: black, white, and two gray levels. Referring to FIG.
A halftone cell 200 consisting of two pixels 202-218 is shown. First, halftone cell 200
Starts with half a gray cell at pixel 210 and the remaining pixels are white. Since the encoded pixel has a code in such a state that 1/4 gray is required, the pixel code determines in the imaging device that a center going left or right is needed. The encoding operation can extend the pixel fill operation to be half-gray. The encoding operation need not fill the entire pixel 210, but will begin to fill neighboring pixels 212 with a quarter gray, starting from the left and moving toward the center of pixel 212. Similarly, the upper and lower pixels can be used to increase the gray component of halftone cell 200. This method is called cluster dot design and can be used with raster output scanners. In a scattered dot design, the pixels 204 can be encoded to partially fill from the right, and the pixels 212 can be encoded to partially fill from the left. This result is shown in FIG.
0 is a halftone cell. One advantage of the present invention is that the halftone 106 and the imaging device 112 can be totally separated. In the prior art, they were always linked. In the present invention, the halftone device 106 can generate a list of encoded pixels 110 by using a pixel code 108. This encoded pixel 110 can be stored for later use and transmitted over a network to a different imaging device that performs the printout. The pixel code 108 is system invariant, and any image device will be able to modify its painting depending on the type of printer and its special characteristics to repeatedly produce the original image copy.

【図面の簡単な説明】 【図1】電子プリンタの一例である。 【図2】従来の方法を使用するハーフトーン画像を生成
するプリンタのブロック図。 【図3】本発明の方法を使用するハーフトーン画像を生
成するプリンタのブロック図。 【図4】1つの発達規則を使用することによって生成さ
れたグレイピクセルを示す。 【図5】2つの発達規則を使用することによって生成さ
れたグレイピクセルを示す。 【図6】3つの発達規則を使用することによって生成さ
れたグレイピクセルを示す。 【図7】4つのグレイレベルを有した1つのピクセルに
関しての可能なパルス幅と位置状態とを示す。 【図8】1つのピクセル内でエンコードされ得るグレイ
レベル数を異なる発達規則に対して表示する表。 【図9】クラスタドットデザインの幾つかのエンコード
グレイピクセルを有するハーフトーンセル。 【図10】散乱ドットデザインの幾つかのエンコードグ
レイピクセルを有するハーフトーンセル。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an example of an electronic printer. FIG. 2 is a block diagram of a printer that generates a halftone image using a conventional method. FIG. 3 is a block diagram of a printer that generates a halftone image using the method of the present invention. FIG. 4 illustrates a gray pixel generated by using one development rule. FIG. 5 shows a gray pixel generated by using two development rules. FIG. 6 shows a gray pixel generated by using three development rules. FIG. 7 shows possible pulse widths and position states for one pixel with four gray levels. FIG. 8 is a table showing the number of gray levels that can be encoded in one pixel for different development rules. FIG. 9 is a halftone cell with some encoded gray pixels in a cluster dot design. FIG. 10 is a halftone cell with some encoded gray pixels in a scattered dot design.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−45973(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/40 - 1/409 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-63-45973 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 1/40-1/409

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 元の画像からハーフトーン画像を発生す
る方法において、 元の画像に対応した連続調画像とハーフトーンデザイン
とを入力する段階であって、前記ハーフトーンデザイン
は、複数のピクセルから成るハーフトーンセル内におい
て各ピクセルがオン状態にされる順序を定める規則と、
ピクセルの方向及びスクリーンの形状を定めるスクリー
ンデザインを決定する規則とから成る、前記入力段階
と、前記 連続調画像前記ハーフトーンデザインピク
セルの状態をデコードする際に用いるピクセルコードと
に基づいて、ピクセルの位置と幅がエンコードされたグ
レイピクセルを発生する段階と、 前記エンコードされたグレイピクセルと前記ピクセルコ
ードとに基づいて、ハーフトーン画像を発生する段階
と、 を備えることを特徴とする方法。
(57) [Claim 1] In a method for generating a halftone image from an original image, a continuous tone image and a halftone design corresponding to the original image are provided.
And inputting the halftone design
In a halftone cell consisting of multiple pixels
A rule that determines the order in which each pixel is turned on,
Screen that determines pixel orientation and screen shape
Consisting of rules for determining the down design, and the input stage, and said continuous tone image, said halftone design, Pic
Generating a gray pixel having an encoded pixel position and width based on the pixel code used in decoding the state of the cell; and determining the encoded gray pixel based on the encoded gray pixel and the pixel code. And generating a halftone image.
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